仮想化道場

NVMeフラッシュメモリで高いパフォーマンスを出す13世代のDell PowerEdge

PowerEdge R630を試してみた

 では、PowerEdge R630の実機を見てみよう。

 1Uサーバーといえば、ストレージが数本しか搭載できないと思われるが、PowerEdge R630は、2.5インチドライブを最大10台、もしくは、1.8インチドライブなら24台搭載できる。2.5インチドライブモデルでは、2.5インチのNVMeフラッシュドライブを4台搭載することも可能だ。

 これだけのストレージを搭載できるなら、2Uサーバーは必要ないと思うほどだ。熱に関しても、プロセッサが低消費電力化されているため、数世代前のPowerEdgeサーバーから考えると、信じられないぐらい低くなっている。

 ただ、サーバーの内部ファンは1Uサイズの小さいモノが7つ搭載されているため、2Uサーバーに比べると音が大きくなっているように感じた。データセンターに設置することを考えれば、それほど気になるわけではないが。

PowerEdge R630のフロント。このモデルでは、DVDドライブが搭載されているため、2.5インチドライブが8台だが、DVDドライブがないモデルでは10台まで搭載できる
PowerEdge R630のリア。1Uとコンパクトでありながら、PCIeの拡張カードを使用できる。ネットワークはドータカードになっており、GbE、10GbEなどから選択する
PowerEdge R630の内部写真。非常にすっきりとした内部デザインになっている。中央にはCPUとメモリ、冷却ファンが配置されている。電源ユニットは、以前のサーバーよりもコンパクト
左側が12Gbps SAS HDDドライブ。右側がNVMeフラッシュストレージ。大きさは2.5インチとなっている

 PowerEdge R630の電源を入れた後、iDRACでファームウェアやOSのドライバを一括してインストールできるようになったのは、非常にうれしい。いつも、テスト環境を整えるのに、OSのインストールやドライバのインストールに時間がかかったが、iDRACのメニューに従えば、自動的にファームウェアのアップデートやドライバのインストールを行ってくれる。

iDRAC 8では、ファームウェアのアップデートを自動的に行える。もちろん、アップデートのポリシーを設定することで、新しいファームウェアを発見しても、勝手にアップデートしないように設定できる
システムパフォーマンスをチェックすることも可能
ストレージインターフェイスのPERCの設定も、iDRAC 8のコンソール内部で行える

 今回お借りしたPowerEdge R630は、Xeon E5-2695 v3を2ソケット採用したモデルだった。このため1ソケットあたり14コア/28スレッド、トータル(2ソケット)で28コア/58スレッドを2.3GHzで動かすサーバーとなっている。

 数年前だと、これだけのコア数と大容量のメモリを持つサーバーは、4ソケットなどのハイエンドのサーバーだったが、2014年には1Uサーバーで実現したことに心底驚いている。

 今回もWindows Server 2012 R2をインストールして、各種のベンチマークを動かしてみた。

 まず、マルチコアのパフォーマンスを測るために、CINEBENCH R15を動かしてみた。さすがに24コア/56スレッドを持つサーバーだけあって、スコアは3526と、ワークステーションやデスクトップパソコンのスコアと比べて、けた違いのパフォーマンスを示している。

さすが28コア/56スレッドのサーバーだけあって、CINEBENCHのスコアもずばぬけて高い

 もう一つ、CPUやメモリの性能を測るために、SiSoftware Sandraを動かしてみた。Xeon E5ー2600 v2シリーズで使用していたDDR3 1866MHzからDDR4 2133MHzに変更されたことで、メモリアクセスのパフォーマンスが大幅にアップしている。また、Xeon E5-2600シリーズではメモリチャンネルが4つサポートされているため、DDR4メモリと相まって、91.207GB/秒ものメモリ帯域を実現している。一方消費電力は、DDR4メモリではアクティブ時の電力30%オフ、スタンバイ時電力の50%オフを実現しているので、サーバー全体での省電力化に寄与している。

 PowerEdge R630では、最大768GBのメインメモリを搭載できる。広帯域のメモリをこれだけ搭載していれば、多数の仮想環境を動かしたり、インメモリデータベースなどを利用したりすることも可能になる。

プロセッサの性能としては、515.01GOPSにも上る
Xeon E5-2600 v3は、メモリチャンネルが4チャンネル。DDR4メモリをサポートしているため、91.207GB/秒のメモリ帯域を持つ

 PC用のベンチマークPassMarkのPerformance Testを動かしてみると、トータルスコアはそれほど高い数字とはならなかった。個々のベンチマークを見てみると、グラフィックのスコアが悪かったためだ(特に3Dグラフィックが悪かった)。サーバーということで、それほど強力なグラフィックチップは搭載されていないため、これは仕方のないところ。

 CPUのベンチマークやメモリのベンチマークを見てみると、高いスコアを示している。また、今回お借りしたPowerEdge R630はストレージにNVMeフラッシュストレージを搭載しているので、ディスクのベンチマークが高くなっている。

PassMarkのPerformanceTestのベンチマーク。トータルのスコアは、あまり高くない。これは、クライアントPCやグラフィックワークステーションに比べると2D、3Dグラフィックがそれほど高くないためだ
CPU Markはずばぬけて高く、2Dグラフィックはそこそこだが、3Dグラフィックは非常に低い。サーバーとしては、高いグラフィック性能は必要ないため、こういったスコアになっている
高速なサーバーを構成する要素としてメモリは高い性能を示している。ストレージもNVMeフラッシュストレージにより、HDDを寄せ付けない性能となっている

 サーバーとしてのパフォーマンスを測るため、デルソフトウェアのBenchmark FactoryでTPC-C互換のベンチマークを行ってみた。今回は、あまり時間がかけられなかったため、それほど高い負荷をかけられなかったが、10ユーザーロードまで負荷をかけてテストを行った。

 プロセッサのパワーと高速のメモリというおかげもあるが、NVMeフラッシュストレージを使用することで、高速CPUやメモリにあったストレージ環境を実現している。オンライントランザクションのパフォーマンスを測るTPC-Cでは、ストレージのI/O性能がパフォーマンスを左右するため、PowerEdge R630に搭載されたNVMeフラッシュストレージのメリットが出ている。

NVMeを使ったTPC-Cベンチマーク。リニアに性能が伸びている
SAS HDDを使ったTPC-Cベンチマーク。NVMeに比べるとレイテンシが高くなっている

 そこで、NVMeフラッシュストレージのベンチマークを測ってみた。Crystal Disk Markでは、シーケンシャルリードが1337MB/秒と非常に高くなっている。シーケンシャルライトに関しては、750MB/秒とリードに比べると低くなっていた。

 さらに、NVMeフラッシュストレージ4台をRAID5設定にしてベンチマークしてみると、シーケンシャルリードはそれほど高くならなかったが、シーケンシャルライトのパフォーマンスがアップしている。もう一つ、512Kのランダムライトのパフォーマンスもアップした。

 このほか、ディスクのベンチマークソフトIOMeterを使ってテストをすると、I/Oパフォーマンスが3936.33と、信じられないパフォーマンスを示している。

NVMe単体のディスクベンチマーク
NVMe4台をRAID5にしてみた。シーケンシャル、ランダムともに高い性能を示している
IOMeterでベンチマークを取ると、NVMeはトータルIO性能が3936.33IOPSを実現している
SASでは、トータルI/O性能が965.98IOPSとNVMeと比べると一けた低い。グラフでは、振り切れているように見えるが、単位は100。NVMeは単位が1000と一けた違う

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 記者発表会などでNVMeフラッシュストレージなどのメリットを説明されるが、はっきり言ってピンと来ていなかった。しかし実際にテストしてみると、NVMeフラッシュストレージの性能の高さがよくわかる。今後、サーバーのフラッシュストレージは、SATA接続のSSDから、PCIeに接続されるNVMeフラッシュストレージがスタンダードになってくるのだろう。

 ただ、NVMeフラッシュストレージのコストはまだ高いため、できればデルの調達力を生かしてコストを落とし、リーズナブルにしていってほしい。また、Xeon E5-2600 v3シリーズの制限から、NVMeフラッシュストレージは4台までしか搭載できない。プロセッサの仕様が変わらない限りPCIeのレーン数が増えないので、台数を増やせないのが残念なところだ。

 PowerEdge R630が搭載できる2.5インチドライブすべて(10台)がNVMeフラッシュストレージにできれば、相当高いパフォーマンスのサーバーを構築できるだろう(その分、ストレージのコストも上がるが)。

 なお、今まで、日本の多くの企業では2Uの2ソケットサーバーを導入してきた。これは、2Uサーバーにおける搭載メモリやストレージの容量、用意されているネットワークの種類やポート数などが、1Uサーバーに比べると優れていたためだ。

 1Uサーバーといえば、1ソケットサーバーだったり、2ソケットサーバーであっても、メモリの拡張性や、特にストレージの拡張性に制限があった。その点、13世代のPowerEdgeでは、1Uの可能性を大いに感じた。

 確かに1Uサーバーでは、搭載できるストレージなどに制限がある。しかし、プライベートクラウドやパブリッククラウドなどを構築する際には、数多くのCompute部(CPUとメモリ)が必要になってくる。またI/O性能が必要な場合でも、NVMeによって高い性能を提供できる。このような用途に、PowerEdge R630はぴったりと言えるだろう。

 もちろん13世代のPowerEdgeには、2Uサーバー、タワーサーバーなども用意されている。用途にあわせて、さまざまなサーバーを使い分けていけば、いろんな面で効率のよいデータセンターを実現できるだろう。

山本 雅史